CN116348682A - 多头螺栓和紧固件系统 - Google Patents

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CN116348682A CN202180069097.XA CN202180069097A CN116348682A CN 116348682 A CN116348682 A CN 116348682A CN 202180069097 A CN202180069097 A CN 202180069097A CN 116348682 A CN116348682 A CN 116348682A
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Abstract

一种多头螺栓(10)，其具有限定该多头螺栓的纵轴线(14)的螺栓轴(12)和设置在该螺栓轴的第一端处的多头部(16)，该多头部包括至少三个棘爪(18)，每个棘爪相对于螺栓轴具有固定的径向定向，每个棘爪具有与螺栓轴的纵轴线对准的主平面，并且每个棘爪具有支撑表面(20)。

Description

多头螺栓和紧固件系统
技术领域
本发明涉及一种用作快速接入盲板紧固件(quick-access-blind-fastener)的多头螺栓，还涉及一种包括该螺栓的紧固件系统。特别地，本发明涉及一种用于将两个物体彼此连接和对准的紧固件系统，其中紧固动作仅需要从物体的一侧接入。本发明还提供了一种用于这种对准和连接的方法。
背景技术
现有技术的某些紧固件通常需要从构件的两侧接入并且使用两个工具，这在某些构造中是不方便的。此外，还有一些已知的紧固件，虽然仅允许仅从连接处的一侧进行组装，也将各部件连到了一起，该紧固件易于拆卸且可重复使用。该紧固件可以作为一个组装提供，并可以从连接处的任一侧使用。这种紧固件的特殊构造也称为锤头螺栓，例如在专利文献GB2,239,686A、FR2,429,885A1、CN109518965A、DE212017000250U1或US5,076,748A中所描绘的。然而，考虑到面板之间可能产生的剪切力、张力或牵引力，已知的螺栓构造是不方便的。在面板之间出现横向剪切力的情况下，总是固有地存在横向作用于紧固件螺栓自身的纵轴线的分力，这会导致紧固件错位。
发明内容
本申请提供了一种螺栓和紧固件系统，与现有技术相比，该螺栓和紧固件系统能够更好地转移剪切力和/或张力和/或牵引力。至少，本发明提供一种用于这种物体的对准和连接的改进的方法。
本公开的一个方面提供了一种多头螺栓，包括：螺栓轴，其限定多头螺栓的纵轴线；多头部，其设置在螺栓轴的第一端，多头部包括至少三个棘爪，每个棘爪相对于螺栓轴具有固定的径向定向，每个棘爪具有与螺栓轴的纵轴线对准的主平面，并且每个棘爪具有支撑表面。
在一示例中，每个棘爪的主平面平行于每个相应的棘爪的两个相对的横向侧。
在一示例中，每个棘爪具有与主平面相交的倾斜侧，并且以从支撑表面到螺栓的第一端的方式测量，倾斜侧相对于螺栓轴的径向距离线性减小。
在一示例中，棘爪以相对于螺栓轴的外圆周对称的星形构造从螺栓轴对称地延伸。
在一示例中，至少一个棘爪为鳍状的。
在一示例中，支撑表面垂直于螺栓轴的纵轴线延伸，并且从螺栓轴的外圆周径向地突出。
在一示例中，至少一个棘爪是鳍状的，使得主平面位于螺栓轴的纵轴线上，并且支撑表面垂直于主平面。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度小于螺栓轴的直径。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的至少15％，并且是螺栓轴的直径的至多65％。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的至少25％，并且是螺栓轴的直径的至多40％。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的大约33％。
在一示例中，沿着纵轴线，限定在至少一个棘爪的两个横向侧之间的宽度基本不变。
在一示例中，螺栓轴在螺栓轴的第一端限定锥形。
在一示例中，倾斜侧的至少一部分与螺栓轴的第一端的锥形共面。
在一示例中，螺栓轴在与多头部相对的端部限定锥形端，以便于螺母的插入。
在一示例中，多头螺栓还包括张力杆柄(tension-rod-shank)，张力杆柄固定到螺栓轴的与多头部相对的端部，螺母可拧在张力杆柄上。
在一示例中，至少三个棘爪包括四个棘爪。
在一示例中，螺栓轴的与多头部相对的端部限定孔，孔延伸穿过螺栓轴，孔用于固定安全开口销。
在一示例中，每个棘爪的主平面与棘爪的支撑表面和棘爪的倾斜边缘相交，使得纵轴线位于主平面上。
在一示例中，每个棘爪的主平面相对于每个棘爪的横向侧对称地平分每个棘爪。
在一示例中，横向侧相对于纵轴线以锐角定向。
在一示例中，以从支撑表面向锥形部分的方式测量，每个棘爪的两个横向侧之间的宽度减小。
在一示例中，螺栓轴在螺栓轴的第一端限定截锥形。
在一示例中，螺栓轴在与多头部的相对的端部限定六边形连接部分，以便于与工具接合。
在一示例中，与多头部相对的端部限定多个槽，多个槽限定+形构造，多个槽中的每一个与相应的棘爪对准，并且构造为在螺栓安装期间提供视觉引导。
本公开的另一方面提供了一种紧固件系统，用于连接和对准元件的，该系统包括用于紧固和对准元件的多头螺栓。螺栓包括：螺栓轴，其限定多头螺栓的纵轴线；多头部，其设置在螺栓轴的第一端并且包括多个棘爪，每个棘爪相对于螺栓轴以固定的径向定向布置，每个棘爪具有与螺栓轴的纵轴线对准的主平面，并且每个棘爪具有支撑表面。系统还包括多个元件，多个元件中的每一个均限定延伸穿过该元件的开口，开口的形状对应于螺栓的多头部的横截面轮廓，多头部的棘爪穿过开口。
在一示例中，紧固件系统还包括紧固元件，紧固元件构造为以固定方式连接元件。
在一示例中，多头螺栓具有外螺纹，并且紧固元件包括螺母，螺母具有与螺栓的外螺纹配合的内螺纹。
在一示例中，对应于多个棘爪的数量和尺寸，开口在元件的平面方向上限定切口。
在一示例中，至少一个棘爪是鳍状的，并且具有小于螺栓轴的直径的宽度。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的至少15％，并且是螺栓轴的直径的至多65％。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的至少25％，并且是螺栓轴的直径的至多40％。
在一示例中，至少一个棘爪的宽度是螺栓轴的直径的大约33％。
在一示例中，沿着纵轴线，限定在至少一个棘爪的两个横向侧之间的宽度基本不变。
在一示例中，螺栓轴在螺栓轴的第一端限定锥形。
在一示例中，每个棘爪具有与主平面相交的倾斜侧，并且以从支撑表面到螺栓的第一端的方式测量，倾斜侧相对于螺栓轴的径向距离线性减小。
在一示例中，倾斜侧的至少一部分与螺栓轴的第一端的锥形部分共面。
在一示例中，螺栓轴在与多头部相对的端部限定锥形端，以便于螺母的插入。
在一示例中，元件包括防扭转结构，该防扭转结构位于邻近开口的元件表面中，在围绕纵轴线转动螺栓并且通过开口插入螺栓之后，棘爪可以分别倚靠在防扭转结构中或者倚靠在防扭转结构上。
在一示例中，防扭转结构是凹部，棘爪可以倚靠在凹部中，使得在棘爪倚靠在凹部中的情况下，在凹部容纳棘爪的支撑表面时，棘爪的转动运动被防止。
在一示例中，元件包括至少一个扭转止挡件，扭转止挡件从至少一个元件中的表面突出，并且在通过开口插入螺栓之后，扭转止挡件防止多头螺栓围绕纵轴线转动。
在一示例中，扭转止挡件包括抵接表面，当多头螺栓插入并转动至抵接抵接表面时，棘爪的横向侧抵靠抵接表面。
在一示例中，紧固件系统包括单独的面板，在单独的面板中包含防扭转结构和/或设置从面板突出的至少一个扭转止挡件，板面布置在多头螺栓的头部和元件表面之间。
在一示例中，防扭转结构的数量和/或扭转止挡件的数量小于或至少等于棘爪的数量。
在一示例中，围绕螺栓轴的外圆周，棘爪以基本上对称的星形构造从螺栓轴分枝。
在一示例中，支撑表面基本上垂直于螺栓轴的纵轴线延伸，并且从螺栓轴的外圆周径向地突出。
在一示例中，开口位于元件的框架中。
在一示例中，元件包括至少一个模板面板或至少一个模板元件。
本公开的又一方面提供了一种将至少两个元件对准并连接在一起的方法，该方法包括：通过多个面板的相应的开口插入多头螺栓，使得多个棘爪与多个面板的多个切口对准，多个棘爪相对于多头螺栓具有固定的径向定向；相对于多个面板转动多头螺栓，使得棘爪与多个切口错位，以使多个面板相对于多头螺栓固定。
在一示例中，转动多头螺栓包括：转动多头螺栓，并且在与插入方向相反的方向上回缩螺栓，直到棘爪的支撑表面抵接其中一个元件的表面。
在一示例中，方法还包括通过紧固元件相对于元件紧固螺栓。
附图说明
下面的发明描述引用了附图，其中：
图1A是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓的立体图；
图1B是根据本公开的一个或多个方面的与螺母接合的图1B的多头螺栓的立体图；
图1C是根据本公开的一个或多个方面的与延伸柄接合的图1A的多头螺栓的立体图；
图2A是根据本公开的一个或多个方面的与多个面板接合的多头螺栓的立体图；
图2B是根据本公开的一个或多个方面的与具有凹部的面板接合的多头螺栓的立体图；
图3A至图3D描绘了根据本公开的一个或多个方面的将多个面板与多头螺栓连接的各个阶段；
图4A至图4E描绘了根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓几何形状的示例；
图5A是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓的立体图；
图5B是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓的侧视图；和
图5C是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓的后视图。
具体实施方式
图1A是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓10的立体图，图1B是根据本公开的一个或多个方面的与螺母38接合的图1A的多头螺栓10的立体图。
如图1A所示，多头螺栓10(也称为螺栓10)具有纵向轴12，在纵向轴12的一端具有多头部16。纵向轴12的至少一部分可以是圆柱形的或大致圆柱形的，并且可以限定直径。如下文所详细描述的，纵向轴12可以包括用于与螺母接合的外螺纹。在一示例中，纵向轴12可以限定纵轴线14，该纵轴线14相对于纵向轴同轴或基本上同轴，并且该轴同轴可以限定外圆周。
多头部16具有多个棘爪18，多个棘爪18从由纵向轴12限定的纵轴线14径向延伸。在图1A的示例中，螺栓10的多头部16包括四个棘爪18，四个棘爪18相对于纵轴线14径向对称地布置，并且四个棘爪18可以以对称的星形构造围绕轴12的外圆周并且可以布置。在其它示例中，螺栓10可以包括更多或更少的棘爪18，并且可以相对于纵轴线14径向地、对称地和/或任意地布置。例如，多头部16可以包括至少或正好三个棘爪18，至少或正好三个棘爪18可以相对于纵轴线14任意地或径向对称地布置。在另一示例中，多头部16可以包括至少或正好五个棘爪18，至少或正好五个棘爪18可以相对于纵轴线14任意地或径向对称地布置。
每个棘爪18相对于螺栓10的纵向轴12可以单一地且刚性地形成，使得每个棘爪18具有相对于纵轴线的固定的径向定向。在这方面，棘爪18可以是非弹性的并且相对于螺栓10的纵向轴12是不可移动的。棘爪18可以是大致鳍状的，并且可以通过支撑表面20、横向侧18a和倾斜侧18b来限定。每个相应的棘爪18的横向侧18a可以彼此平行，并且可以平行于相对于纵轴线14径向延伸的平面。横向侧18a可以在支撑表面20、倾斜侧18b和纵向轴12之间延伸。支撑表面20可以垂直于横向侧18a，并且可以沿着垂直于纵轴线14的平面延伸。
倾斜侧18b可以从锥形部分22延伸到支撑表面20。在一些示例中，倾斜侧18b可以作为从锥形部分22到支撑表面20的连续表面，而在其它示例中，可以存在位于倾斜侧18b和支撑表面20之间de平坦部分18c。倾斜侧18b可以与锥形部分22共面并且可以与锥形部分22形成连续的、不间断的表面，并且与倾斜侧18b重合的平面可以与纵轴线14成角度。在一示例中，该角度可以是介于5度和50度之间的锐角，而且在另一示例中，该角度可以是大约45度。虽然描绘的是锥形部分22，但是在其它示例中，可以考虑的是，部分22可以是截锥形。
横向侧18a可以彼此平行，并且两者都可以与相对于纵轴线14径向延伸的平面平行。在这方面，横向侧可以垂直于支撑表面20。由于这种构造，以从支撑表面20向锥形部分22的方式测量，倾斜侧18b相对于轴12的径向距离线性减小。
锥形端24位于纵向轴12的相对于锥形部分22的相对端处，该锥形端24限定穿过其中的孔28。孔28允许螺栓10通过安全开口销固定到一个或多个模板面板或一个或多个模板元件。锥形端24便于螺母38拧到纵向轴上。
如图1B所示，螺栓10可以与螺母38接合，以便于与模板元件(例如一个或多个梁)和/或模板面板和/或任何一对可以连接的元件接合，这将在下文中更详细地描述。螺母38可以具有内螺纹，并且可以具有翼部，以能够手动紧固。
棘爪18的宽度，例如相对的横向侧18a之间的距离，在图1B中被描绘为宽度b。宽度可以在棘爪的任何部分测量，在一示例中，宽度可以在支撑表面20处或支撑表面20的附近测量。在一示例中，棘爪18的宽度小于轴12的直径。在一特定示例中，宽度可以是轴的直径的至少15％并且是轴的直径的至多65％。在另一示例中，宽度可以是轴的直径的25％至40％。在又一示例中，宽度b是纵向轴12的直径的大约33％。在这些示例中，轴12的直径是在轴的中间部分测量的，该中间部分例如是轴12固定到面板32上时设置在面板32之间的部分。在一示例中，沿着纵轴线，棘爪的宽度可以基本不变。棘爪的宽度以这样的方式影响螺栓的承载能力，即，宽度越大，相对于更高张力的承载能力越大。宽度也以相反的方式影响相对于横向力的承载能力，例如，宽度增加会降低相对于横向力的承载能力。超过某一宽度，几乎不能缓冲额外的横向力。
在一示例中，延伸柄50设置在轴的与多头部16相对的端部。通过延伸柄50，轴可以装备有张力杆。在另一示例中，轴12的端部与多头部16相对的端部可以装备有张力杆。柄50可以具有外螺纹50a，螺母50b可以拧在该外螺纹50a上，或者柄50可以是待固定在混凝土中的锚固件的形式。这种柄50可从
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扩展而闻名。
每个棘爪18可以限定与其相关联的主平面，该主平面被限定为平行于每一个横向侧18a并且延伸穿过棘爪18，使得纵轴线14位于该主平面上。在四棘爪构造的示例中，一棘爪的主平面和该棘爪的相对的棘爪的主平面是共面的。在这方面，棘爪18的主平面可以被限定为与支撑表面20和倾斜边缘18b相交，使得纵轴线14位于该主平面上。
图2A是根据本公开的一个或多个方面的与多个面板32接合的多头螺栓10的立体图，图2B是根据本公开的一个或多个方面的具有凹部的面板32的立体图。
每个面板32可以与模板面板或模板元件接合，或者在另一示例中，例如可以通过焊接等，与模板面板或模板元件一体地形成。每个面板32(例如，面板32的框架)分别限定用于容纳螺栓10的开口32a，开口32a对应于纵向轴12的外径。面板32的开口32a可以限定切口34，切口34的形状设置为用于容纳棘爪18，并允许棘爪18穿过开口32a。在这方面，切口34的位置对应于棘爪18的径向位置，并且切口34的数量对应于棘爪18的数量。例如，在三棘爪18的示例中，面板32限定三个切口34。
面板32还可以限定凹部36(例如，防扭转结构)，该凹部36与切口34在周向相邻。在这方面，凹部36不在面板32的整个厚度上延伸，并且具有小于面板32的整个厚度的厚度。这种厚度布置创造了空间来容纳棘爪18，在一示例中，容纳支撑表面20，以确保锁定布置，这将在下文中更详细地说明。在一示例中，凹部36可以限定斜切边缘，以使棘爪18相对于开口32a和凹部36的更容易移动和插入。在一示例中，对应于棘爪16的形状，沿着面板32的厚度方向，凹部36可以限定阶梯状设计。面板32还可以包括止挡件30(例如，(一个或多个)扭转止挡件)，止挡件30从面板32的表面突出，并在面板32的表面上方延伸，并且止挡件30布置成在周向上邻近凹部36，以防止螺栓10和棘爪18的转动超过锁定位置，并且防止相应的棘爪18与切口34对准，该切口34不同于相应的棘爪18前进通过的切口。在这方面，当横向侧18a(例如，棘爪的抵接表面或任何其它表面)抵接止挡件30的抵接表面时，棘爪18和多头部的转动可以被防止或被限制。止挡件30(例如，(一个或多个)扭转止挡件)的数量可以小于或至少等于棘爪的数量。
这提供了用于将剪切力和/或张力从螺栓10转移到面板32的稳定构造。在至少三个棘爪围绕螺栓轴的星形布置的示例中，任何剪切力在面板的平面中被转移，而不管它从哪个方向引起的。这提供了正向的高夹紧力，特别是由于该至少三个棘爪，提供了缓冲剪切载荷和/或张力载荷的高能力，从而有助于将任何剪切力和/或张力转移到由系统紧固的那些物体，例如，转移到面板的表面上。
图3A至图3D描绘了根据本公开的一个或多个方面的将多个面面板32与多头螺栓10连接的各个阶段。
如图3A所示，螺栓10插入到由面板32限定的相应的两个开口32a中。在这方面，多头部16的每个棘爪18与面板32的对应的切口34对准，允许了棘爪18和螺栓10穿过开口32a。
由于锥形部分22和倾斜边缘18b之间的关系，螺栓10可以很容易地通过面板32的开口32a插入。此外，如果面板32稍微错位，螺栓10、锥形部分22和棘爪18提供面板32之间的对中功能。例如，由于在面板32对准时，螺栓10只能穿过开口32a而且棘爪18只能穿过切口34，如果面板32稍微错位，用截锥体22抵推螺栓10将自动地定向面板32，使得开口32a对准。
如图3B所示，螺栓10已经插入到两个面板32中，并将根据方向箭头转动。先前已经与切口34对准的棘爪18将转动离开有切口34的位置，并且棘爪的支撑表面20将与面板32的面接合(或者接合于凹部36内，例如通过在与插入方向相反的方向上回缩螺栓，允许棘爪倚靠和接合于由凹部限定的空间内，并且防止进一步转动)。
如图3C所示，螺栓已经转动(例如，转动45度或几何倍数)，并且棘爪18与切口34错位45度，从而防止在没有额外的转动的情况下，螺栓10从面板32上移除。在一示例中，棘爪的转动可以通过一个或多个止挡件30停止或限制。
如图3D所示，由于螺栓10，面板32彼此对准且接合。螺母38(和可选的垫圈)可以拧到螺栓10上，以使面板32彼此相对固定。
图4A至图4E描绘了根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓几何形状的示例。如图所示，螺栓的多头部可以是三角形、三棘爪、四棘爪或五棘爪布置。图4A中描绘了各种多头部构造以及它们在示例性面板中的对应的开口和切口。
图4B描绘了五棘爪构造，其中，五个棘爪相对于螺栓轴对称地布置。在这方面，每个棘爪之间的角度为大约72度。对于这种多头部，面板可以构造具有限定有五个切口、五个凹部和五个止挡件的开口。
图4C描绘了四棘爪构造，其中，四个棘爪相对于螺栓轴对称地布置。在这方面，每个棘爪之间的角度为大约90度。对于这种多头部，板可以构造具有限定有四个切口、四个凹部和四个止挡件的开口。在该示例中，每个棘爪可以与相应的棘爪在直径方向上相对。在这方面，每个棘爪可以具有与该棘爪成180度设置的相对定向的棘爪。
从轴延伸出来的棘爪的设计同时限定并决定了面板的开口中的负向轮廓，以推动螺栓通过，这表示从用于轴的圆周的切口延伸出来的棘爪的切口，因此在一示例中，棘爪的数量有利地是四个。这允许这样的构造，即，每个棘爪减小在面板的表面的支撑区域，在紧固螺栓之后，棘爪可倚靠在该支撑区域，该支撑区域也取决于棘爪的宽度。
图4D描绘了三棘爪构造，其中三个棘爪相对于螺栓轴对称地布置。在这方面，每个棘爪之间的角度为大约120度。对于这种多头部，面板可以构造具有限定有三个切口、三个凹部和三个止挡件的开口。这种三棘爪构造在360°的任何方向上，在板表面的水平面中提供了均衡的力分布。
图4E描绘了具有三角形横截面的多头部，每个角限定棘爪，由此限定了三棘爪构造。对于这种多头部，面板可以构造具有限定有三个切口、三个凹部和三个止挡件的开口。
图5A是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓500的立体图。图5B是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓500的侧视图。图5C是根据本公开的一个或多个方面的多头螺栓500的后视图。
如图5A所示，多头螺栓500(也称为螺栓500)具有纵向轴512，在纵向轴512的一端具有多头部516。纵向轴512的至少一部分可以是圆柱形的或大致圆柱形的，并且可以限定直径。如上文所详细描述的，纵向轴512可以包括用于与螺母接合的外螺纹526。在一示例中，纵向轴512可以限定相对于纵向轴同轴或基本上同轴的纵轴线514，并且可以限定外圆周。
多头部516具有多个棘爪18，棘爪18从纵向轴512限定的纵轴线514径向延伸。在图5A的示例中，螺栓510的多头部516包括四个棘爪518，四个棘爪518相对于纵轴线514径向对称地布置，并且四个棘爪518可以围绕轴512的外圆周以对称的星形构造布置。在其它示例中，螺栓510可以包括更多或更少的棘爪518，并且更多或更少的棘爪518可以相对于纵轴线514径向地、对称地和/或任意地布置。例如，多头部516可以包括至少或正好三个棘爪518，至少或正好三个棘爪518可以相对于纵轴线514任意地或径向对称地布置。在另一示例中，多头部516可以包括至少或正好五个棘爪518，至少或正好五个棘爪518可以相对于纵轴线14任意地或径向对称地布置。
每个棘爪518相对于螺栓510的纵向轴512可以单一地且刚性地形成，使得每个棘爪518具有相对于纵轴线的固定的径向定向。在这方面，棘爪518可以是非弹性的并且相对于螺栓510的纵向轴512是不可移动的。棘爪518可以是大致鳍状的，并且可以通过支撑表面520、横向侧518a和倾斜侧518b来限定。每个相应的棘爪518的横向侧518a可以相互对称地相对，并且相对于相对于纵轴线514径向延伸的平面成锐角。横向侧518a可以在支撑表面520、倾斜侧面518b和纵向轴512之间延伸。纵向轴512和支撑表面520之间的过渡可以是直角，或者由于制造公差可以是成圆角的。在一些示例中，圆角的过渡可以以这样的方式成圆角，即，该圆角在操作时能够感觉到但是从视觉上可能是不可查觉的。纵向轴512和横向侧518a之间的过渡可以是成角度的，或者由于制造公差可以是成圆角的。在一些示例中，圆角的过渡可以以这样的方式成圆角，即，在操作时能够感觉到但是从视觉上可能是不可查觉的。支撑表面520和平坦部分518c之间的过渡可以是直角，或者由于制造公差可以是成圆角的。在一些示例中，该圆角的过渡可以以这样的方式成圆角，即，在操作时能够感觉到但是从视觉上可能是不可查觉的。平坦表面518c和倾斜侧518b之间的过渡可以是成角度的，或者由于制造公差可以是成圆角的。在一些示例中，圆角过渡可以以这样的方式成圆角，即，在操作时能够感觉到但是从视觉上可能是不可查觉的。支撑表面520可以相对于纵轴线514和纵向轴512径向延伸，并且可以沿着垂直于纵轴线514的平面延伸。
倾斜侧518b可以从锥形部分522延伸到支撑表面20。在一些示例中，倾斜侧518b可以作为从锥形部分522到支撑表面520的连续表面，而在其它示例中，可以存在位于倾斜侧518b和支撑表面520之间的平坦部分518c。倾斜侧518b可以与锥形部分522共面，并且可以与锥形部分522形成连续的、不间断的表面，并且与倾斜侧518b重合的平面可以与纵轴线514成角度。在一示例中，该角度可以是介于5度和50度之间的锐角，而且在另一示例中，该角度可以是大约45度。锥形部分522可包括大致平坦部分522a，使得锥形部分522是具有垂直于纵轴线514的平坦部分522a的截锥形。
在纵向轴512的与锥形部分522相对的端部是螺纹部分526和六边形连接部分524，螺纹部分526限定穿过其中的孔528，六边形连接部分524限定多个槽524a。孔528允许螺栓510通过安全开口销固定到一个或多个模板面板或一个或多个模板元件。锥形端524便于螺母(例如，上述螺母38)拧到纵向轴上。
螺栓500可以与螺母(例如螺母38)接合，以便于与模板元件(例如一个或多个梁)和/或模板面板和/或任何一对可以连接的元件接合，这将在下文中更详细地描述。螺母可以具有内螺纹，并且可以具有翼部以能够手动紧固。
尽管在图1A至图1C的示例中，横向侧18a是平行的，如图5B所示，横向侧518a彼此不平行，并且横向侧518a相对于纵轴线和主平面成锐角布置。图5B和图5C中描绘了：横向侧518a限定平面AE，该平面AE相对于主平面PP成锐角，纵轴线514位于主平面PP上(主平面PP平分棘爪518，并且横向侧518a相对于主平面PP对称)。如图5B和5C所示，横向侧518a从纵向轴512向外延伸并且限定两个锥化：1)当从图5C中的六边形连接部分524观察时，从纵向轴514向相对于主平面PP的倾斜侧518b，横向侧518a朝向彼此锥化或稍微地锥化，导致从六边形连接部分524观察时，PP和AE之间成锐角；以及2)当从图5B中的侧面观察时，从支撑表面520向锥形部分522，相对的横向侧518a朝向彼此锥化，导致从支撑表面520向锥形部分522，倾斜侧518b的宽度变窄/减小。在这方面，以从支撑表面520向锥形部分522的方式测量，棘爪518的宽度可以减小。在一些示例中，AE和PP之间的每个侧面518a的锐角可以是大约5度或更小。在一些示例中，AE和PP之间的每个侧面518a的锐角可以是大约3度。在一些示例中，锥形部分522的形状为截锥形，具有大致平坦部分522a。
如上所述，由于横向侧518a相对于纵轴线的锐角关系，以从支撑表面520向锥形部分522的方式测量，棘爪518的宽度，例如相对的横向侧518a之间的距离，可以减小。
在一示例中，棘爪518的宽度小于轴512的直径。在一具体示例中，宽度可以是轴的直径的至少15％并且是轴的直径的至多65％。在另一示例中，宽度可以是轴的直径的25％至40％。在又一示例中，宽度b是纵向轴512的直径的大约33％。在这些示例中，轴512的直径在轴的中间部分测量，中间部分例如是轴512固定到面板32上时设置在面板32之间的部分，棘爪518的宽度在支撑表面520的附近测量(例如，由于横向侧518a的锐角定向，棘爪518的宽度最大)。
如上所述，棘爪的宽度以这样的方式影响螺栓的承载能力，即，宽度越大，相对于更高张力的承载能力越大。宽度也以相反的方式影响相对于横向力的承载能力，例如，宽度增加会降低相对于横向力的承载能力。超过某一宽度，几乎不能缓冲额外的横向力。
每个棘爪518可以限定与其相关联的主平面，该主平面被限定为对称地平分每个棘爪518的平面，并且与棘爪的支撑表面520和倾斜边缘518b两者均相交，使得纵轴线514位于主平面上。在横向侧518a不平行的示例中，横向侧518a相对于主平面以与横向侧518a相对于纵轴线514的锐角相同的锐角定向。
如图5C所示，后端524限定了六边形连接部分，该连接部分构造为与工具，例如开口扳手，接合，以有效地转动螺栓500。后端524还可以限定一个或多个槽524a，槽524a通常限定“+”(例如，加号)形构造。如图所示，+形构造的槽与棘爪518对准，使得每个棘爪518的主平面与它的分别对准的槽524a相交。在螺栓500通过开口和/或对应的切口(例如，面板32的，或任何其它类型的模板元件(例如一个或多个梁)和/或模板面板和/或能够连接的任何一对元件的开口和/或对应的切口)插入期间中，槽524a可以为安装螺栓500的工人提供视觉对准，使得在螺栓500转动以与元件接合时(如上图2A至图2B和图3A至图3D所描绘的)，棘爪518的角转动引起槽524a对应的角转动，为工人提供了关于螺栓500与元件接合的视觉引导。
前面已经详细描述了本发明的示例性实施例。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和补充。上述各种实施例中的特征可以适当地与其它描述的实施例的特征组合，以便在相关联的新实施例中提供多种特征组合。此外，虽然前面描述了本发明的装置和方法的多个单独的实施例，但是本文所描述的仅仅是对本发明原理的应用的说明。因此，本描述仅仅作为示例，而非限制本发明的范围。

Claims (51)

1.一种多头螺栓，包括：
螺栓轴，其限定所述多头螺栓的纵轴线；
多头部，其设置在所述螺栓轴的第一端，所述多头部包括至少三个棘爪，每个所述棘爪具有相对于所述螺栓轴的固定的径向定向，每个所述棘爪具有与所述螺栓轴的所述纵轴线对准的主平面，并且每个所述棘爪具有支撑表面。
2.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，每个所述棘爪的主平面平行于每个相应的所述棘爪的两个相对的横向侧。
3.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，每个所述棘爪具有与所述主平面相交的倾斜侧，并且以从所述支撑表面到所述螺栓的所述第一端的方式测量，所述倾斜侧相对于所述螺栓轴的径向距离线性减小。
4.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述棘爪以相对于所述螺栓轴的外圆周对称的星形构造从所述螺栓轴延伸。
5.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪为鳍状的。
6.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述支撑表面垂直于所述螺栓轴的所述纵轴线延伸，并且从所述螺栓轴的外圆周径向地突出。
7.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪是鳍状的，使得所述主平面位于所述螺栓轴的所述纵轴线上，并且所述支撑表面垂直于所述主平面。
8.根据权利要求7所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪的宽度小于所述螺栓轴的直径。
9.根据权利要求8所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的至少15％，并且是所述螺栓轴的所述直径的至多65％。
10.根据权利要求9所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的至少25％，并且是所述螺栓轴的所述直径的至多40％。
11.根据权利要求9所述的多头螺栓，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的大约33％。
12.根据权利要求2所述的多头螺栓，其中，沿着所述纵轴线，限定在所述至少一个所述棘爪的两个所述横向侧之间的宽度基本不变。
13.根据权利要求3所述的多头螺栓，其中，所述螺栓轴在所述螺栓轴的第一端限定锥形或截锥形中的至少一个。
14.根据权利要求13所述的多头螺栓，其中，所述倾斜侧的至少一部分与所述螺栓轴的所述第一端的所述锥形共面。
15.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述螺栓轴在与所述多头部相对的端部限定锥形端，以便于螺母的插入。
16.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，还包括张力杆柄，所述张力杆柄固定到与所述螺栓轴的与所述多头部相对的端部，螺母可拧在所述张力杆柄上。
17.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述至少三个棘爪包括四个棘爪。
18.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述螺栓轴在与所述多头部的相对的端部限定孔，所述孔延伸穿过所述螺栓轴，所述孔用于固定安全开口销。
19.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，每个所述棘爪的所述主平面与所述棘爪的支撑表面和所述棘爪的倾斜边缘相交，使得所述纵轴线位于所述主平面上。
20.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，每个所述棘爪的所述主平面相对于每个所述棘爪的横向侧对称地平分每个所述棘爪。
21.根据权利要求20所述的多头螺栓，其中，所述横向侧相对于所述纵轴线以锐角定向。
22.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，以支撑表面向锥形部分的方式测量，每个所述棘爪的两述横向侧之间的宽度减小。
23.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述螺栓轴在所述螺栓轴的所述第一端限定截锥形。
24.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，所述螺栓轴在与所述多头部相对的端部限定六边形连接部分，以便于与工具接合。
25.根据权利要求1所述的多头螺栓，其中，与所述多头部相对的端部限定多个槽，所述多个槽限定+形构造，所述多个槽中的每一个与相应的所述棘爪对准，并且构造为在螺栓安装期间提供视觉引导。
26.一种紧固件系统，用于将元件对准和连接在一起，所述系统包括：
多头螺栓，其用于紧固和对准所述元件，所述螺栓包括：
螺栓轴，其限定所述多头螺栓的纵轴线，
多头部，其设置在所述螺栓轴的第一端，并且包括多个棘爪，每个所述棘爪相对于所述螺栓轴以固定的径向定向布置，每个所述棘爪具有与所述螺栓轴的所述纵轴线对准的主平面，并且每个所述棘爪具有支撑表面；以及
多个元件，多个所述元件中的每一个均限定延伸穿过所述元件的开口，所述开口的形状对应于所述螺栓的所述多头部的横截面轮廓，所述多头部的所述棘爪穿过所述开口。
27.根据权利要求26所述的紧固件系统，还包括紧固元件，所述紧固元件构造为以固定方式连接所述元件。
28.根据权利要求27所述的紧固件系统，其中，所述多头螺栓具有外螺纹，并且所述紧固元件包括螺母，所述螺母具有与所述螺栓的所述外螺纹配合的内螺纹。
29.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，对应于多个所述棘爪的数量和尺寸，所述开口在所述元件的平面方向上限定切口。
30.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，至少一个所述棘爪是鳍状的，并且具有小于所述螺栓轴的直径的宽度。
31.根据权利要求30所述的紧固件系统，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的至少15％，并且是所述螺栓轴的所述直径的至多65％。
32.根据权利要求31所述的紧固件系统，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的至少25％，并且是所述螺栓轴的所述直径的至多40％。
33.根据权利要求32所述的紧固件系统，其中，至少一个所述棘爪的宽度是所述螺栓轴的所述直径的大约33％。
34.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，沿着所述纵轴线，限定在至少一个所述棘爪的两个横向侧之间的宽度基本不变。
35.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述螺栓轴在所述螺栓轴的所述第一端限定锥形。
36.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，每个所述棘爪具有与所述主平面相交的倾斜侧，并且以从所述支撑表面到所述螺栓的所述第一端的方式测量，所述倾斜侧相对于所述螺栓轴的径向距离线性减小。
37.根据权利要求36所述的紧固件系统，其中，所述倾斜侧的至少一部分与所述螺栓轴的所述第一端的锥形部分共面。
38.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述螺栓轴在与所述多头部相对的端部限定锥形端，以便于螺母的插入。
39.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述元件包括防扭转结构，所述防扭转结构位于邻近所述开口的元件表面中，在围绕所述纵轴线转动所述螺栓并且通过所述开口插入所述螺栓之后，棘爪可以分别地倚靠在所述防扭转结构中或者倚靠在所述防扭转结构上。
40.根据权利要求39所述的紧固件系统，其中，所述防扭转结构是凹部，所述棘爪可以倚靠在所述凹部中，使得在所述棘爪倚靠在所述凹部的情况下，在所述凹部容纳所述棘爪的所述支撑表面时，所述棘爪的转动运动被防止。
41.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述元件包括至少一个扭转止挡件，所述扭转止挡件从至少一个所述元件的表面突出，并且在通过所述开口插入所述螺栓之后，所述扭转止挡件防止所述多头螺栓围绕所述纵轴线转动。
42.根据权利要求41所述的紧固件系统，其中，所述扭转止挡件包括抵接表面，当所述多头螺栓插入并转动至抵接所述抵接表面时，所述棘爪的横向侧抵接所述抵接表面。
43.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述紧固件系统包括单独的面板，在所述单独的面板中包含防扭转结构和/或设置从所述面板突出的至少一个扭转止挡件，所述面板布置在所述多头螺栓的头部和元件表面之间。
44.根据权利要求39所述的紧固件系统，其中，所述防扭转结构的数量和/或扭转止挡件的数量小于或至少等于所述棘爪的数量。
45.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，围绕所述螺栓轴的外圆周，所述棘爪以基本上对称的星形构造从所述螺栓轴分枝出来。
46.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述支撑表面基本上垂直于所述螺栓轴的所述纵轴线延伸，并且从所述螺栓轴的外圆周径向地突出。
47.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述开口位于所述元件的框架中。
48.根据权利要求26所述的紧固件系统，其中，所述元件包括至少一个模板面板或至少一个模板元件。
49.一种将至少两个元件对准并连接在一起的方法，包括：
通过多个面板的相应的开口插入多头螺栓，使得多个棘爪与多个所述面板的多个切口对准，多个所述棘爪相对于所述多头螺栓具有固定的径向定向；
相对于多个所述面板转动所述多头螺栓，使得所述棘爪与所述多个切口错位，以使所述多个所述面板相对于所述多头螺栓固定。
50.根据权利要求49所述的方法，其中，转动所述多头螺栓包括，转动所述多头螺栓，并且在与插入方向相反的方向上回缩所述螺栓，直到所述棘爪的支撑表面抵接其中一个所述元件的表面。
51.根据权利要求49所述的方法，还包括通过紧固元件相对于所述元件紧固所述螺栓。
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